当前，双核处理器几成手机流行配置，四核也已闪亮登场，嵌入式芯片正迈入“多核时代”。昨天从复旦大学传出信息，该校专用集成电路与系统国家重点实验室团队成功研发24核“复芯”处理器，在功耗基本不变的基础上，成倍提升运算速度。近日这一成果被具有“微电子领域奥林匹克”之称的ISSCC(国际固态电路会议)正式录用，将于明年在该平台上向全球发布。

据了解，这一24核处理器技术，将主要应用于通信、多媒体等领域。参与研发的曾晓洋教授打比方，如果现在主流配置的手机打开一个比较大的视频文件需要5秒，那么嵌入了24核芯片的手机上阵，只需要一眨眼的工夫。

研发团队成员虞志益博士介绍，过去的处理器通常是单核的，如同一个邮局，每天接收成千上万来自四面八方的包裹，但只有一名快递员工，纵使这名员工技术再娴熟，效率也是有限的。目前业界公认，单核频率已几乎增长到了极值，难再有所突破。于是，多核，也就是“多雇几个快递员”，成了处理器研发领域的新方向，但是“快递员”一多，他们之间的分工成了新的问题，随着处理器核数的增加，如何实现它们之间的交流、让它们公平有序地完成任务，成为多核处理器研发中必须解决的问题。

一般而言，处理“如何分工”的核间通信技术，主要有共享存储和消息传递两种方案。前者核与核之间不发生直接联系，所有信息传递通过总台中转；后者则可实现核间点对点交流。两者各有优劣。自2009年起，复旦团队开始进行第一版16核处理器的研究，在这个精心设计的“生产车间”里，16名“员工”被分成两组，也被称为两个“簇”。每组8个“员工”，被命名为“PCore”，它们分别占据2个九宫格的外围。九宫格的中心是一个名叫“MCore”的共享存储器，它的功能相当于“员工”之间的“寄存总台”。“员工”与“总台”之间都有双向的“传送带”相连接。

在第一版16核处理器创新设计的基础上，2012年研发“复芯”24核处理器启动，在处理核间通信问题上，研发团队创新地提出将两种核间通信方案有机融合，换句话说，提出全新信息流通架构，让芯片运行时自动选择更高效率的核间通信方式。例如，其中首次采用双层“片上网络”技术。虞志益解释:“芯片上面有很多核，它们之间的通讯可以类比于互联网上许多计算机之间的通讯，这就好像把计算机之间的信息互联网通讯放到了芯片上。”通过这种将类似“互联网”的网络结构“建设”在芯片上，可以迅速组成芯片内多个“核”之间的高速信息交互通路，极大地提高核间通信的效率，从而提高这个多核处理器的工作效率。目前24核“复芯”的这一技术参数较国际同样级别芯片高出30％。

当解决了核间通信问题，处理器上的核是否多多益善？24核、64核甚至100核是否会很快出现在普通消费者的手机中？答案是否定的。如“复芯”24核芯片等两位数多核芯片，目前在全世界范围内还基本只是实验室和科研中的概念与样品，要进入产业化阶段，瓶颈主要有二:一是功耗，多核意味着对电能消耗更大，发热更多，提高能源效率、解决冷却问题是关键；二是与处理器配套的软件问题，只有更好地分配任务，才能最大限度发挥多核带来的硬件优势。

目前，研发团队期待能与业界有更广泛和深层次合作，让我国自主知识产权的多核处理器早日与产品携手发展，参与全球竞争。曾晓洋说，“处理器领域需要自主创新的核心技术，我们研究的东西，如果仅仅停留在纸上，即便获得再多认可，那也是失败的。”

　 实习编辑：范文轩